Ohne Kältemittel läuft keine Wärmepumpe – doch manche belasten das Klima stärker als andere. Dieser Beitrag zeigt, weshalb es diese Unterschiede gibt, was der GWP-Wert aussagt und warum natürliche Kältemittel vorteilhaft sind.
Heizwärmepumpen gelten als Schlüsseltechnologie der erneuerbaren Wärmewende. Denn sie ermöglichen es, niedrig temperierte Energie aus Umgebungsluft, Erdreich oder Grundwasser aufzunehmen und in einem speziellen Prozess sehr effizient auf ein zum Heizen geeignetes Temperaturniveau zu bringen. Damit dies gelingt, ist ein spezielles Medium (bislang) unverzichtbar: das Kältemittel.
Gefahr fürs Klima bei unsachgemäßem Gebrauch
Der besondere Trick dabei ist, dass das Kältemittel schon bei niedrigen Temperaturen verdampft und dabei Wärme aufnimmt. Ein strombetriebener Kompressor verdichtet das Gas, wodurch Druck und Temperatur steigen. Über einen Kondensator gibt das Kältemittel die Wärme an das Heizsystem ab, verflüssigt sich wieder – und der Kreislauf beginnt von vorn.
Die Füllmenge einer Heizungswärmepumpe liegt zwischen etwa einem und sechs Kilogramm – abhängig von Kältemittelart und Leistung. Das Kältemittel wird weder verbraucht noch altert es. Da der Kreislauf hermetisch geschlossen ist, kann es nicht entweichen.
Entscheidend ist jedoch, dass es am Lebensende der Anlage fachgerecht abgesaugt und recycelt oder vernichtet wird. Gelangt es unkontrolliert z. B. aufgrund einer unprofessionellen Entsorgung in die Atmosphäre, können selbst geringe Mengen erhebliche Klimaschäden verursachen.
Der GWP-Wert als Maß für die Klimawirkung
Die Klimawirkung von Kältemitteln wird über den Global Warming Potential-Wert (GWP) beschrieben. Er beschreibt, wie stark ein Gas im Vergleich zu Kohlendioxid (CO₂) die Erderwärmung beeinflusst – gemessen über 100 Jahre. CO₂ hat den Referenzwert 1.
Beispiele:
- Das Kältemittel R32 mit GWP 675 wirkt 675-mal stärker auf das Klima als CO₂.
- Das Kältemittel R410A mit GWP 2.088 ist über zweitausendmal so klimaschädlich.
Solange die Anlage dicht ist, entstehen keine direkten Treibhausgas-Emissionen. Trotzdem gilt: Je niedriger der GWP-Wert, desto geringer das Risiko für die Umwelt, falls es doch zu einem Austritt kommt.
F-Gase-Verordnung als Treiber des Wandels
Um die Emissionen fluorierter Treibhausgase (F-Gase) bis 2030 um rund 70 Prozent gegenüber 1990 zu senken, setzt die EU auf die F-Gase-Verordnung. Sie enthält einen verbindlichen Stufenplan, der die neu hergestellten Mengen an teilfluorierten Kohlenwasserstoffen (HFKW) in den Jahren 2015 bis 2030 um knapp 80 Prozent verringern soll. Und je weniger dieser Mittel auf dem Markt sind, desto teurer und damit unwirtschaftlicher werden sie im Vergleich zu Kältemitteln mit geringerem GWP – so das Kalkül.
Kältemittelwahl: Sicherheit, Technik, Kosten
Der Umstieg auf neue Kältemittel ist komplex. Jedes hat seine Vor- und Nachteile bezüglich Sicherheit, Brennbarkeit, Toxizität, Energieeffizienz und Klimawirkung. Das führt zu Beschränkungen oder besonderen Sicherheitsvorkehrungen bei der Aufstellart oder dem Einsatzbereich. Teilweise müssen auch neue, angepasste Bauteile entwickelt und zugelassen werden. Schließlich spielt auf der Suche nach einem wettbewerbsfähigen Kältemittel auch der Kostenaspekt eine Rolle.
Natürliche Kältemittel, wie Propan (R290) oder auch CO₂ (R744), gelten als besonders umweltfreundlich und zukunftssicher. Synthetisches R32 wird vorerst weiterhin als (etablierte und bewährte) Zwischenlösung genutzt, vor allem z. B. bei Luft-Wasser-Wärmepumpen in Split-Bauweise als auch bei Split-Klimaanlagen (Luft-Luft-Wärmepumpen), die Heizen und Klimatisieren können.
Propan hat sich im Monoblock-Bereich etabliert
Im Monoblock-Segment der Luft-Wasser-Wärmepumpen hat sich im kleinen und mittleren Leistungsbereich Propan inzwischen fest etabliert. Alle namhaften Hersteller bieten außenaufgestellte Modelle mit hermetisch geschlossenen Propan-Kreisläufen an. Die neuen Gerätegenerationen sind oft noch flexibler in der Aufstellung, da sie aufgrund technischer Neuerungen die Sicherheitsanforderungen besser erfüllen.
Zudem legen die meisten Wärmepumpenkäufer mittlerweile großen Wert auf ein zukunftssicheres, natürliches Kältemittel. Dies gilt insbesondere für Heizungssanierer, die dafür mit einem Effizienzbonus von 5 Prozent im Rahmen der KfW-Heizungsförderung belohnt werden.
Propan erreicht auch den Erdwärmebereich
Der Trend zu R290 zeigt sich auch bei Erdwärmepumpen. Zwar gab es schon einzelne Propan-betriebene Modelle. Doch in 2025 haben weitere namhafte Hersteller sogenannte Sol-Wasser-Wärmepumpen mit diesem natürlichen Kältemittel vorgestellt, die sich ohne bzw. ohne besondere Sicherheitsvorkehrungen im Gebäudeinneren aufstellen lassen.
Bei Luft-Wasser-Wärmepumpen ist, aufgrund der aus Sicherheitsgründen zulässigen Maximalfüllmenge für Propan, die komplette Innenaufstellung derzeit noch die Ausnahme.
Technologischer Ausblick
Doch geht es auch ganz ohne (konventionelle) Kältemittel und Kompressor? Ja, zumindest im Forschungsbereich. So arbeitet z. B. ein Fraunhofer-Institut an festkörperbasierten Wärmepumpen mit elektrokalorischen Materialien, die ohne Kältemittel auskommen und potenziell effizienter sind als klassische Kompressor-Systeme.
Auch thermoakustische Wärmepumpen könnten eine Option sein. Sie erzeugen Wärme oder Kälte mithilfe von Schallwellen in einem geschlossenen Kreislauf – ebenfalls ohne konventionelle Kältemittel.
Ob oder wann solche Produkte erhältlich sein werden, ist derzeit nicht absehbar.
Foto: Zukunft Altbau